deprem bölgelerinin bina maliyetine etkisi

DEPREM BÖLGELERİNİN BİNA MALİYETİNE ETKİSİ
Ömer ÖZKAN1, Özgür MURATOĞLU2
[email protected], [email protected]
ÖZ: Ülkemizin büyük bir kısmının deprem kuşağında olması ve son beş yılda yaşamış
olduğumuz depremler, yapı tasarımında gelişimi zorunlu kılmıştır. Depreme dayanıklı yapı
tasarımındaki asıl amaç, yapısal göçmeleri önlemek suretiyle can güvenliğini sağlamaktır.
Bu çalışmada; konut türü betonarme bir binanın taşıyıcı sistem maliyetinin; deprem
bölgelerine bağlı değişimi incelenmiştir. Örneğimizde seçilen sabit bir zemin sınıfı üzerine
sekiz katlı konut türü bir betonarme bina ele alınmış ve dört değişik deprem bölgesi için
ticari bir paket program yardımıyla modellenerek statik ve betonarme hesapları yapılmıştır.
Her bir çözüm sonucunda taşıyıcı sisteme ait beton, demir ve kalıp metrajları çıkarılarak;
deprem bölgesi ve kat adedine göre maliyet ve maliyet değişimleri incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Deprem, Deprem Bölgesi, Yapı Tasarımı, Yapı Maliyeti,
Giriş
Ülkemizin büyük bir kısmının deprem kuşağında olması ve son beş yılda yaşamış olduğumuz depremler, yapı
tasarımında gelişimi zorunlu kılmıştır. Depreme dayanıklı yapı tasarımındaki asıl amaç, yapısal göçmeleri önlemek
suretiyle can güvenliğini sağlamaktır [Çanakcı ve Göğüş, 2001]. Depreme dayanıklı yapı yapılmasında belirleyici en
önemli unsur deprem yönetmelikleridir. [Aydın, 2002]. Ülkemizde depreme dayanıklı bina tasarımının ana ilkeleri,
1997 Afet Bölgelerinde yapılacak yapılar hakkında yönetmelikte verilmiştir. Son yıllarda ülkemiz insanına ve
ekonomisine çok büyük zarar veren depremler ülkemizin bir deprem kuşağında olduğu gerçeğini bizlere hatırlatmıştır.
Depremde hasar gören veya yıkılan yapılar üzerinde yapılan incelemeler, hasar ve yıkılmanın çeşitli nedenlere
dayandığını göstermektedir. Genelde hasarların nedeni olarak; bilgisizlik, gereken zemin etütlerinin yapılmamış olması,
bina geometrisinin ve taşıyıcı sisteminin yetersiz veya eksik yapılmasından kaynaklandığı ortaya çıkmıştır. 1997 Afet
yönetmeliğinde; yapının tamamen elastik davrandığı kabul edilerek yapıya etkiyecek toplam deprem yükünün, yapının
bulunduğu deprem bölgesinin ve zemin türünün yanında yapının kütlesi ve periyoduna bağlı olarak hesaplanacağı
belirtilmiştir, yani bir yapıya gelebilecek deprem kuvvetleri, zemin sınıfına, deprem ivmelerine ve yapı türüne bağlı
olarak değişir.
Bir yapının genel güvenliği, zemin, proje, üretim, uygulama ve denetim gibi öğelerin bir bütün halinde kaliteli ve doğru
olarak gerçekleşmesi ile sağlanabilir. Buna bağlı olarak da Mühendislik; üretimde sağlamlık, estetik ve ekonomi
arasındaki optimum çözümü bulabilme sanatı olarak ifade edilebilir. Son yıllarda konut ve endüstriyel yapı inşaatlarında
bilinçsizce ekonomikliğe öncelik verilmesi ya da başka bir ifade ile optimum yaklaşımın sağlanamaması önemli
sorunlar meydana getirmiş ve binaların sağlamlığı ikinci plana itilmiştir. Bunun en önemli sebebi ekonomik koşullardan
daha ziyade bilgisizliktir [Akman, 1999]. Bir yapı, dayanım, durabilite (dayanıklılık), ekonomi, fonksiyon ve estetiği
birlikte sağlamalıdır. Bu konuda mühendislerin üzerine düşen en önemli görev de bu unsurları birleştirmektir [Taşdemir
ve Özkul, 1999].
Deprem kuvvetlerinin taşıyıcı elamanların boyutlarına etki edeceği bilinmektedir. Bu etki de doğal olarak yapı
maliyetine etki edecektir. Çalışmamızda deprem bölgelerinin değişmesi ile yapı analizi yapılacaktır. Analiz neticesinde
yapı elemanlarının boyutlarının değişimi ve kaba inşaat metrajı yapılarak maliyete etkisi incelenecektir.
Kullanılan Yöntem
Çalışmamızda zemin sınıfı sabit tutularak konut türü betonarme bir bina; dört farklı deprem bölgesine göre, ticari bir
paket program yardımı ile statik ve betonarme hesapları yapılmıştır. Proje kriterleri olarak da şu veriler kullanılmıştır:
Yerel zemin sınıfının Z1, TA=0,15 sn TB=0,60 sn, Zemin emniyet gerilmesi 0.2 N/mm2, bina önem katsayısı 1,
süneklik düzeyi yüksektir. Çözüm esası olarak da mod birleştirme yöntemi kullanılmıştır. Boyutlandırması yapılan
yapıların çelik, beton ve kalıp metrajları çıkarılmıştır. Bu metrajların çıkarılmasıyla farklı deprem bölgelerindeki bina
1
2
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Alaplı Myo, 67850, Alaplı Zonguldak.
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Müh. Fak., İnşaat Müh. Böl., Zonguldak,.
647
maliyetinde meydana gelen değişiklikler bulunmuş ve sonuçlar regresyon analizine tabi tutularak deprem bölgeleri
parametresine bağlı quadratik ve lineer denklemler elde edilmiştir. Bu denklemler yardımıyla da yapı taşıyıcı
sistemindeki maliyet ve maliyet değişimleri araştırılmıştır.
Sonuçlar
Boyutlandırma neticesinde yapılan metraj özeti ve imalatların birim fiyatlandırması sonucundaki bina kaba maliyeti
tablo 1’ de verilmektedir.
Tablo 1. Metraj Özeti
Deprem
Bölgesi
Zemin
Sınıfı
1. derece
2. derece
3. derece
4. derece
Z1
Z1
Z1
Z1
Beton
m3
260
254,3
251,7
224
Miktarı
Demir
ton
27
25,1
23,9
21,8
Kalıp
m2
1875
1853
1839
1715
Beton
YTL
73,631
73,631
73,631
73,631
Birim Fiyat
Demir
YTL
962,2
962,2
962,2
962,2
Kalıp
YTL
10,7
10,7
10,7
10,7
Toplam
Tutar
(YTL)
65.185,96
62.702,68
61.206,80
55.819,80
Ülkemizin % 90’nının deprem bölgesi kuşağı içinde olduğunu ve deprem ile iç içe yaşamak durumunda olduğumuzu
unutmamamız gerekir. Bu çalışma sonucunda 1. ve 4. deprem bölgeleri arasında; betonarme binaların, salt taşıyıcı
sistem maliyetindeki artış oranı % 14 düzeyinde olduğu gözlenmiştir. Buna göre kaba inşaatın, yapının toplam maliyeti
içindeki oranının yaklaşık %40 olduğu düşünülürse; taşıyıcı sistemde meydana gelen % 16’lık bir artışın, binanın
toplam maliyetini ancak %5 ile %7 mertebesinde artıracağı ortaya çıkmıştır. Deprem bölgesi-maliyet arasındaki
değişim şekil 1’ de görülmektedir. Maliyet ile deprem bölgesi arasındaki ilişki regresyon analizi neticesinde tablo 2’ de
olduğu gibi ifade edilmiştir
Deprem Bölgesi-Maliyet İlişkisi
66.000,00
64.000,00
Maliyet (YTL)
62.000,00
60.000,00
58.000,00
56.000,00
54.000,00
52.000,00
50.000,00
1
2
3
4
Deprem Bölgesi
Şekil 1. Deprem bölgesi-maliyet değişim grafiği
Tablo 2. Regresyon Analizi
Değişken
MALIYET
MALIYET
İlişki
LIN
QUA
Rsq
0,93
0,975
d.f.
2
1
F
26,56
19,29
Sigf.
0,036
0,159
b0
68627,4
64997,8
b1
-2959,4
670,214
b2
-725,93
Regresyon eğrisi de şekil 2’ de verilmiştir. Maliyet ile deprem bölgesi arasında quadratik bir ilişkinin olduğu açıkça
görülmektedir. Bu ilişki şu denklem ile ifade edilebilir.
M= 6,86 104 -2,9. 103 E
(Lineer)
648
M= 6,49 104 -6,7. 103 E - 725,9 E2
(Quadratik)
M= Yapı kaba Maliyeti
E = Deprem Bölgesi
MALIYET
66000
64000
62000
60000
58000
Observed
Linear
56000
Quadratic
Cubic
54000
,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
DEPREM
Şekil 2. Maliyet, Deprem Bölgesi Regresyon İlişkisi
Kaynaklar
1. AFYYHY, 1997, “Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik”, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı,
Ankara.
2. TS 500, "Betonarme Yapıların Tasarımı ve Yapım Kuralları", Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2000
3. Celep, Z. , Kumbasar, N., Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı, İstanbul, 2000,.
4. Köksal, B., İstatistik Analiz Metotları, İstanbul, 1994.
5. Aydın, R. , 1998 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik İle İlgili Yorumlar. İMO Antalya
Bülten Sayı: 33,13-15, Antalya, 2002.
6. Çanakçı, H., Göğüş, M., (2001). Yerel Zemin Sınıfının Hatalı Belirlenmesinin Yapıya Gelen Yatay Yüklere Etkisi.
Türkiye İnşaat Mühendisliği XVI. Teknik Kongre ve Sergisi
7. Akman, M., S., “Deprem Hasarlarý ve Yapý Malzemeleri”, Hazýr Beton,Yýl 6, Sayý 35, Eylül-Ekim, 1999.
8. Taşdemir, M.,A., Özkul, H., “Marmara Depremi Beton Araştırması”, Hazır Beton, Yýl 6, Sayı 35, Eylül-Ekim,
1999.
649